DE102015108505A1 - mounted plow - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Aufsattelpflug mit hinterem Fahrwerk vorgeschlagen, welcher seitlich schwenk- oder lenkbar mittels eines aufrecht ausgerichteten Gelenkes hinter einem den Pflug ziehenden Traktor nachläuft. Um den Seitenzug des Traktors, welcher durch die Pflugzugkraft um die Hochachse des Traktors erzeugt wird, auszugleichen, wird ein Energiespeicher angeordnet, welcher ein dem Seitenzug entgegengesetztes Drehmoment erzeugt.It is proposed a semi-mounted plow with rear suspension, which laterally swiveling or steerable by means of an upright joint trailing behind a tractor pulling the plow. In order to compensate for the side pull of the tractor, which is generated by the Pflugzugkraft about the vertical axis of the tractor, an energy storage is arranged, which generates a torque opposite to the side pull.
Description
Die Erfindung betrifft einen Aufsattelpflug gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Im Gegensatz zu Aufsattelpflügen werden Anbaupflüge durch die Dreipunkthydraulik eines Traktors getragen und geführt. Dabei bilden die seitlich schwenkbaren Unterlenker des den Anbaupflug ziehenden Traktors ein schräg in Fahrtrichtung nach vorn konvergierendes Gelenkviereck, dessen Momentanpol vor der hinteren Achse des Traktors liegt und den virtuellen Zugpunkt der Unterlenker bildet. Eine Empfehlung zu den Konvergenzmaßen nennt die
Im Gegensatz zu Anbaupflügen, welche vollständig durch das als Dreipunkthydraulik ausgebildete Hubwerk des Traktors getragen werden, werden Aufsattelpflüge aufgrund ihrer großen Ausladung und ihres Schwerpunktabstandes zum Traktor generell mit einem Fahrwerk versehen, wobei der Pflug in Form eines Einachsanhängers lenkbar hinter dem Traktor nachläuft und rangiert werden kann. Das hierfür erforderliche Knickgelenk befindet sich am Pflug üblicherweise etwa 1 bis 1,5 m hinter der Hinterachsmitte des Traktors und bildet zwangsläufig den Zugpunkt, welcher die Lage des Zugkraftvektors vorgibt. Aufgrund der herrschenden Zugkräfte und des soeben beschriebenen Abstandes des Zugpunktes zur Hinterachse des Traktors entsteht ein Giermoment auf den Traktor, welches diesen zum gepflügten Land lenkt. Wenngleich die Dreipunkthydraulik des Traktors zum Aushub des vorderen Teils des Aufsattelpfluges verwendet werden kann, müssen die Unterlenker des Traktors seitlich festgesetzt werden, um eine Rangierbarkeit und definierte Beherrschbarkeit des gesamten Gespanns aus Traktor und Aufsattelpflug zu gewährleisten. Aufgrund dieser Vorgaben ist eine seitliche Korrektur des Zugpunktes und somit des Seitenzuges auf den Traktor nicht möglich. Der Traktorfahrer muss also gegen die Furchenkante lenken, was dessen erhöhte Aufmerksamkeit und zusätzlichen Treibstoffverbrauch erfordert. Mit zunehmender Körperzahl und somit Länge sowie seitlicher Ausladung des Pfluges steigt der Seitenzugeffekt des Aufsattelpfluges. Dabei nimmt auch der Anlagedruck am Pflugkörper ab, welcher eine ruhige Führung des Pflugkörpers gewährleistet. In contrast to mounted flights, which are fully supported by the trained as three-point hydraulic hoist of the tractor, semi-mounted plows are generally provided with a chassis due to their large radius and center of gravity distance to the tractor, the plow in the form of a Einachsanhängers steerable behind the tractor and are ranked can. The articulation required for this purpose is usually about 1 to 1.5 m behind the rear axle center of the tractor on the plow and inevitably forms the traction point, which dictates the position of the traction vector. Due to the prevailing tensile forces and the just described distance of the traction point to the rear axle of the tractor creates a yaw moment on the tractor, which directs this to the plowed land. Although the tractor's three-point hydraulics can be used to excavate the forward part of the semi-mounted plow, the tractor's lower links need to be fixed sideways to ensure maneuverability and defined controllability of the entire tractor / semi-mounted plow combination. Due to these requirements, a lateral correction of the tow point and thus of the side pull on the tractor is not possible. The tractor driver must therefore steer against the furrow edge, which requires its increased attention and additional fuel consumption. With increasing body number and thus length and lateral projection of the plow, the side-to-side effect of the semi-mounted plow increases. In this case, the system pressure on the plow body also decreases, which ensures a smooth guidance of the plow body.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufsattelpflug bereitzustellen, welcher trotz der oben genannten, kinematischen Randbedingungen deren Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst. Die weiteren Ansprüche zeigen vorteilhafte Ausführungen der Erfindung. The object of the invention is to provide a semi-mounted plow, which avoids the disadvantages despite the above-mentioned, kinematic boundary conditions. This object is solved by the features of the characterizing part of claim 1. The other claims show advantageous embodiments of the invention.
Durch Anordnung eines elastischen Energiespeichers im seitlichen Abstand zu einer aufrechten Gelenkachse, welche das Knickgelenk des Schlepper-Pflug-Gespannes bildet, wird ein Drehmoment um die Gelenkachse erzeugt, welche das Giermoment, welches auf den Traktor wirkt, ausgleicht. Durch eine Überhöhung dieses Drehmomentes führt sich der Schlepper selbständig entlang der Furchenkante, ohne dass es eines weiteren Lenkeingriffs des Fahrers bedarf. Durch die Elastizität des Energiespeichers bleibt die Anpassungsfähigkeit des Gespannes auch bei Kurvenfahrt erhalten. By placing an elastic energy accumulator laterally spaced from an upright hinge axis which forms the articulated joint of the tractor-plow combination, a torque is generated about the articulation axis which compensates for the yawing moment which acts on the tractor. By an increase of this torque, the tractor performs independently along the furrow edge, without the need for further steering intervention of the driver. Due to the elasticity of the energy storage, the adaptability of the combination remains even when cornering.
Durch Verwendung eines einstellbaren Federspeichers kann die Überhöhung des Drehmomentes um die Gelenkachse variabel nach vorherrschenden Boden- und Zugkraftbedingungen flexibel angepasst werden. By using an adjustable spring accumulator, the increase in torque about the hinge axis can be variably adjusted flexibly according to prevailing ground and traction conditions.
Durch Verwendung eines Fluidkolbenzylinders in hydraulischer Verbindung mit einer einstellbaren Druckquelle und zumindest einem Druckspeicherelement kann auf kleinem Bauraum eine hohe Energiedichte bereitgestellt werden. Da der ziehende Traktor in der Regel mit hydraulischen Steuerventilen ausgestattet ist, kann vom Traktorsitz einfach und schnell über ein Steuerventil manipulierend auf die Drehmomentverhältnisse eingewirkt werden. Die bei Lenkbewegungen durch den Fluidzylinder verdrängte Flüssigkeit wird in einen vorzugsweise vorgespannten Druckspeicher aufgenommen und bei entgegengesetzter Bewegung des Fluidzylinders unter Druck wieder abgegeben. By using a fluid piston cylinder in hydraulic communication with an adjustable pressure source and at least one pressure storage element can be provided in a small space, a high energy density. Since the pulling tractor is usually equipped with hydraulic control valves, the tractor seat can be easily and quickly manipulated by a control valve on the torque ratios. The displaced during steering movements by the fluid cylinder fluid is taken up in a preferably preloaded pressure accumulator and discharged again at opposite movement of the fluid cylinder under pressure.
Auch durch die variable oder bewegliche Anordnung zumindest einer der Gelenkpunkte im Abstand zur Gelenkachse kann die Federkraft des Energiespeichers beeinflusst werden. Bildet man beispielsweise den Gelenkpunkt zwischen Anhängevorrichtung und Energiespeicher als Gleitgelenkpunkt aus, welcher über eine Kurvenbahn gleitet oder mittels einer Lagerrolle abrollt, können mittels der Kurvenbahnkontur beliebige Stellwege über den Schwenkwinkel der Zugdeichsel zur Anhängevorrichtung realisiert werden. Die seitlichen Kräfte, welche durch das Abgleiten des Energiespeichers auf der Kurvenbahnkontur entstehen, bewirken mit dem Hebelabstand des Gleitkontaktpunktes zur Gelenkachse ein Drehmoment um die Gelenkachse. Also, by the variable or movable arrangement of at least one of the hinge points at a distance from the hinge axis, the spring force of the energy storage device can be influenced. If, for example, the articulation point between the towing device and the energy store is formed as a sliding joint point, which passes over a cam track slides or unrolls by means of a bearing roller, arbitrary travel paths on the pivot angle of the drawbar to the hitch can be realized by means of the cam contour. The lateral forces, which arise due to the sliding of the energy accumulator on the cam track contour, cause with the lever distance of the sliding contact point to the hinge axis a torque about the hinge axis.
Bei Verwendung der Erfindung in einem Drehpflug schwenkt der Pflugrahmen mit seinen Pflugkörpern in eine rechts- oder linkswendende Arbeitsstellung. Durch Anordnung des ersten Gelenkpunktes in der Symmetrieebene der Anhängevorrichtung, welche aufrecht durch die Gelenkachse der Anhängevorrichtung in Fahrt- oder Längsrichtung verläuft, erzielt man einen gleichen Abstand des ersten Gelenkpunktes zur Gelenkachse sowohl in rechts- als auch in linkswendender Arbeitsposition des Pflugrahmens bzw. der Zugdeichsel. Beim Wendevorgang durchschreitet der Energiespeicher beim Passieren der zuvor genannten Symmetrieebene eine Totpunktlage. Somit kann in beiden Arbeitsstellungen eine gleichbleibende Druck- oder Federkraft des Energiespeichers auf den ersten Gelenkpunkt abgegeben werden und somit ein Drehmoment um die Gelenkachse erzeugt werden, welches auf die Anhängevorrichtung und somit die Gespannführung aus Schlepper und Pflug wirkt. When using the invention in a rotary plow of the plow frame pivots with his plow bodies in a right- or left-turning working position. By arranging the first pivot point in the plane of symmetry of the hitch, which runs upright through the hinge axis of the hitch in the direction of travel or longitudinal direction, one obtains an equal distance of the first hinge point to the hinge axis in both right and left turning working position of the plow frame or drawbar , During the turning process, the energy store passes through a dead center when passing the aforementioned symmetry plane. Thus, in both working positions a constant pressure or spring force of the energy storage can be delivered to the first hinge point and thus a torque about the hinge axis can be generated, which acts on the hitch and thus the team management of tractor and plow.
In einer komfortablen Erfindungsausführung wird der Energiespeicher mittels einer Abschaltvorrichtung in Arbeitsstellung des Aufsattelpfluges aktiviert oder in Transport- oder Wendestellung des Aufsattelpfluges deaktiviert. Hierdurch wird bei Wende- oder Transportfahrt das Gespann von den zusätzlichen Lenkmomenten durch den Energiespeicher befreit. In a comfortable embodiment of the invention, the energy storage device is activated by means of a disconnection device in the working position of the semi-mounted plow or deactivated in the transport or turning position of the semi-mounted plow. As a result, the team is freed of the additional steering torque through the energy storage in turning or transport trip.
Durch Kombination der Energiespeicheransteuerung mit der Betätigung des Aufsattelfahrwerkes wird eine weitere Entlastung für den Fahrer erzielt, indem durch gemeinsame und zugleich wechselweise Ansteuerung von Fahrwerksaushub und Energiespeicherbeaufschlagung nur ein einzelner Bedienvorgang des Fahrers erforderlich ist. Im ausgehobenen Zustand des Aufsattelpfluges – bei Transport- oder Wendefahrt – wird der Energiespeicher deaktiviert und in abgesenkter Arbeitsstellung des Pfluges aktiviert. Dies wird lediglich durch ein einzelnes, doppelt wirkendes Steuerventil ermöglicht, welches der Traktorfahrer beim Wendevorgang sowieso zum Pflugaushub betätigen muss. By combining the energy storage control with the operation of Aufsattelfahrwerkes further relief for the driver is achieved by only a single operation of the driver is required by common and at the same time alternately control of chassis excavation and Energiepeicherbeaufschlagung. In the excavated state of the semi-mounted plow - during transport or reversing - the energy storage is deactivated and activated in the lowered working position of the plow. This is made possible only by a single, double-acting control valve, which the tractor driver must turn to plowing during the turning process anyway.
Diese und weitere Funktionen können mit einer Steuer- oder Regeleinheit, welche die vom Energiespeicher abgegebene Kraft auf die Gelenkpunkte einstellt oder manipuliert, weiter automatisiert werden, indem beispielsweise Sollwerte für den Energiespeicher seitens des Traktorfahrers vorgegeben oder hinterlegt werden, welche durch die Steuer- oder Regeleinheit automatisch oder auf Anforderung angefahren werden. Dabei steht die Steuer- oder Regeleinheit mit einem Steuerventil auf dem Aufsattelpflug oder Schlepper in Verbindung. These and other functions can be further automated with a control or regulating unit which adjusts or manipulates the power delivered by the energy store to the articulation points, for example by predetermining or depositing desired values for the energy store by the tractor driver, which is controlled by the control unit be approached automatically or on request. The control unit is connected to a control valve on the semi-mounted plow or tractor.
Durch Einbindung von Messmitteln wie Kraft-, Lage- oder Drucksensoren, welche die Lage des Pflugrahmens oder der Deichsel zur Anhängevorrichtung oder die Kräfte zwischen Pflugrahmen und Traktor ermitteln, wobei die Messmittel mit der Steuer- oder Regeleinheit verbunden sind, kann diese anhand der Messdaten auf den Energiespeicher steuernd oder regelnd einwirken. Dabei können auch über ein Kabel- oder Drahtlos-BUS-System auch Messdaten des ziehenden Traktors abgegriffen werden, ebenso kann über das BUS-System auf Stellparameter des Traktors wie Hydraulikventilstellungen, Antriebsparameter und Sperr- oder Stelleinrichtungen eingewirkt werden. Zugleich können auch Leistungsdaten oder Energieverbrauch des Traktors abgefragt werden, welche in den Regelkreis zur Energiespeicherbeaufschlagung und andere Stellparameter des Pfluges einbezogen werden. Ebenso ist eine Aufzeichnung in eine Speichereinrichtung zur Anzeige und geobasierten Kartierung durch die Steuer- und Regeleinheit implementiert. Hierdurch können Rückschlüsse auf Bodeneigenschaften der jeweils gepflügten Flächen gezogen werden. By integration of measuring means such as force, position or pressure sensors, which determine the position of the plow frame or the drawbar to the hitch or the forces between the plow frame and tractor, the measuring means are connected to the control unit, this can be based on the measured data on controlling or regulating the energy storage. In this case also measured data of the towing tractor can be tapped via a cable or wireless BUS system, as well as can be acted on the BUS system on parameters of the tractor tractor such as hydraulic valve positions, drive parameters and locking or adjusting devices. At the same time performance data or energy consumption of the tractor can be queried, which are included in the control loop for Energiepeicherbeaufschlagung and other parameters of the plow. Likewise, a record in a memory device for display and geobased mapping is implemented by the control unit. This allows conclusions to be drawn on the soil properties of the plowed areas.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass durch Anordnung eines Energiespeichers im Abstand zum Gelenkpunkt eines Gespannzuges aus Aufsattelpflug und Traktor ein korrigierendes Moment um den Gelenkpunkt aufgebracht wird, welches den Seitenzug auf den Traktor, welcher durch den Zugkraftbedarf des Aufsattelpfluges entsteht, aufhebt oder übersteuert. Obwohl durch dieses Korrekturmoment eine seitliche Kraft auf die Anlagebleche, welche den Pflugkörper gleitend gegen die vertikale Furchenkante abstützen, wirkt und der Reibwiderstand durch den Anlagedruck erhöht wird, überwiegt der durch weniger Seitenzug verringerte Schlupf des Traktors, so dass in der Gesamtschau ein geringerer Antriebsenergiebedarf des Traktors zum Ziehen des erfindungsgemäßen Aufsattelpfluges nachgewiesen ist. The invention is particularly characterized by the fact that by arranging an energy storage at a distance to the hinge point of a tractor train from semi-mounted plow tractor and a corrective moment is applied to the hinge point, which suspends the side train on the tractor, which is created by the traction requirement of Aufsattelpfluges or overridden , Although by this correction torque a lateral force on the bearing plates, which supports the plow body slidably against the vertical Furchenkante, and the frictional resistance is increased by the contact pressure, outweighed by less Seitenzug reduced slip of the tractor, so that in the overall view a lesser drive energy demand of Tractor for pulling the Aufsattelpfluges invention is demonstrated.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen: Further details and advantages of the subject invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings, in which an embodiment is shown with the necessary details and individual parts. Show it:
Ergänzend zeigt
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